河北南网一次调频特性研究

一次调频是确保电力系统频率稳定的主要途径之一,但目前采用数字电液(DEH)控制系统的机组由于设置了调频死区或者一次调频投入不合理等原因削弱了其作用,大大降低了一次调频在突发性事故中稳定电网频率的效能.根据河北南部电网的实际情况,建立本区域一次调频的数学模型.通过仿真试验,研究河北南网的调频死区、调频容量和负荷扰动对电网一次调频特性的影响,确定其间的相互关系,对于河北南网中机组调节系统的参数设置和调整以及电网一次调频容量的确定具有重要的指导意义.     

大容量机组一次调频参数对电网频率特性的影响

随着发电机组容量的不断提高,大容量机组一次调频参数成为影响电网频率特性的关键因素。从发电机组一次调频机理出发,建立发电机组并网运行一次调频数学模型,理论分析了调差系数和调速器死区参数设置与电网频率稳定性和调频能力的关联关系。通过对甘肃电网的实例仿真分析,证明大容量机组调差系数和调速器死区设置对电网频率特性的重要影响。给出了甘肃电网的大容量机组在参与一次调频时的最佳调频参数,为大容量机组选择合理的一次调频参数提供参考依据。     

广东电网发电机组一次调频性能分析

对发电机组一次调频性能的关键参数进行了研究,详细论述了调节死区和相对调差系数的特性,对调节死区和相对调差系数的设置进行了探讨。针对广东电网某500kV直流送电线路双极闭锁引起的频率波动事件,通过数据整理分析,计算出系统频率偏移系数,分析了网内发电机组一次调频动作情况和起到的作用,指出目前发电机组一次调频管理仍存在的问题,并提出了改进建议。     

考虑调频死区的二次调频控制回路设计

发电机组的一次调频控制回路中由于数字电液调节系统与机械液压调节系统的并存，使得本应发挥高灵敏度作用的DEH调节系统中设置了和机械液压机组相同的调频死区。考虑到调频死区这一非线性环节的存在使二次调频回路中控制器的受控对象发生了改变，因此需要用相应的非线性控制的方法来选择二次调频控制回路中的PI控制器的参数。该文研究了调频死区对二次调频回路中的PI控制器的受控对象特性的影响，用Popov稳定判据作为选择PI参数使系统稳定的数学工具，讨论了PI参数的变化对系统频率控制质量的影响。     

水电机组一次调频试验研究

电网频率是电力系统运行最重要的参数之一.一次调频是水轮发电机组调速系统通过自身的静态和动态特性对电网频率进行调节的一种功能.为此,围绕水轮机调速器实现一次调频功能的过程、一次调频功能实现过程中人工死区的设定、一次调频PID参数整定与传统PID参数之间冲突的解决方法以及如何防止一次调频误动作等需要注意的几个方面进行了详细的阐述.并介绍了江西省部分水电厂一次调频的动作情况.     

电热水器负荷参与一次调频下考虑机组最小调频容量约束的优化调度

大规模新能源发电机组并网替代了部分常规火电机组，致使当前确定的一次调频备用容量无法满足系统发生大扰动下的充分性要求。随着智能电网的发展，以电热水器为代表的需求侧响应资源是极佳的调频备用，利用补偿机制刺激其积极参与系统一次调频，并构造了计及系统惯性、调速器爬坡率、调频死区和电热水器负荷的一次调频动态响应模型，形成机组最小一次调频容量的约束条件。在考虑机组一次调频容量安全约束前提下，将一次调频辅助服务成本纳入系统运行成本中来，以运行成本最小构建目标函数并利用Matlab-Yalmip-Cplex进行优化求解。最后基于改进型的IEEE-30节点标准测试系统算例验证所提模型的有效性和安全性，也验证了电热水器负荷能在频率事故初期快速响应，有效降低频率偏差。     

等效负荷扰动下水电机组一次调频容重比对电网频率品质的影响

一次调频是确保电力系统安全运行的主要措施之一,合理投入参与一次调频的水电机组容重比,可确保电网频率的快速恢复,降低事故扩大的可能性。为研究水电机组参与一次调频的特性,建立了两区域互联系统的数学模型,并通过仿真研究,分析了电网等效负荷扰动下投入不同一次调频容量,电网的频率品质及接力器的动作幅度,确定了电网一次调频容量的分配与频率调节过程的关系。     

多直流异步互联系统中频率限制器的控制策略优化设计

云南电网通过多回直流输电系统和南方电网东部主网异步联网运行,直流频率限制器(frequency limit controller,FLC)在送端系统频率控制中发挥重要作用。在楚穗直流单极闭锁试验中,暴露了FLC与一次调频动作不匹配、直流输电系统长时间处于过负荷运行状态的问题。针对此问题,建立FLC详细的数学模型,通过FLC动态调节过程的分析,阐明FLC不同模型的调节特征,以及与一次调频的协调配合关系。在此基础上,通过时域仿真法研究了FLC备用容量、死区设置对频率峰值和FLC调节量释放过程的影响,提出FLC调频策略的优化设计方案,并基于特征值灵敏度方法重新设计调速器参数,优化其动态性能。采用所提方案能够充分发挥FLC对频率峰值的抑制作用,同时与一次调频配合,保证其调节量的快速释放,实际运行结果验证了优化策略的有效性。     

基于电网稳定计算的汽轮机调节系统参数仿真研究

汽轮机调节系统参数设置不当会引起机组一次调频中发电机输出功率波动大,影响电网稳定运行.鉴于目前电网稳定计算通用软件模型无法更改、添加,使汽轮组调节系统参数设置不当,不符合相关软件模型要求,难以建模与仿真;通过对汽轮机调节系统进行仿真分析、试验研究,更改和优化了相关控制参数,使得实际机组调节系统模型与电网稳定通用计算软件模型一致,以满足电网稳定计算与发电机组入网技术要求,同时也提高了机组参与电网一次调频的稳定性与快速性.     

黑龙江省电网一次调频性能评估

电网频率的变化对系统的安全稳定运行至关重要,把电网频率控制在要求的范围内是电力系统安全稳定运行的重要指标。为此,通过对黑龙江省一次调频性能概况的分析,对黑龙江省网内机组的调频能力、反应速度、死区范围等进行进一步探讨和研究,能够更好地应用一次调频功能,以及实现一次调频的在线检测与评估。     

多区域电网一次调频能力分布对电网安全稳定运行的影响

阐述一次调频可以提高电网对突然负荷扰动的快速响应能力,但是随着多区域互联电网的发展,仅以电网局部区域为研究对象,提高其一次调频能力,难以满足电网的安全性和稳定性要求。在提出多区域电网一次调频能力分布概念的基础上,以各区域为研究对象,仿真分析各种一次调频能力分布对电网频率品质和联络线功率传输的影响。仿真结果表明,电网中各区域一次调频能力均匀分布是合理的分布形式。     

电力系统扰动后稳态频率预测快速算法

研究了基于广域量测系统的电力系统频率稳定分析直接法的精度和复杂度,提出了电力系统扰动后稳态频率预测快速算法。利用电力系统仿真软件PSS/E对IEEE50机改进测试系统进行了仿真试验,比较了不同负荷模型方案对系统扰动后稳态频率的影响。通过蒙特卡洛法求解实现了所提出的快速算法,它利用扰动后瞬间的广域量测数据,快速预测出系统扰动后的稳态频率。预测的稳态频率与PSS/E仿真得到稳态频率相比很接近,表明该快速算法求解速度快,精度高。     

发电机调速附加控制对系统频率稳定的作用

研究了基于复合偏差功率反馈的同步发电机调速系统附加控制方法及其对频率稳定的作用。该方法克服了传统调速控制因转子质量惯性、负荷特性和转速测量死区而造成的控制延时,并且能精确地进行不平衡力矩补偿,从而在扰动初期能进行及时有效的频率稳定控制。对单区域系统的仿真结果表明,汽轮发电机组和水轮发电机组附加调速控制相比传统调速控制而言,减小了频率的偏移幅度,抑制了频率振荡的发生;提前了锅炉燃烧系统对负荷变化的响应时间,从而提高了机组一次调频的持续力;水轮机组的闸门开合次数及频率也都有一定的减小;降低了机械功率的超调和振荡。     

SVC对电力系统频率稳定性影响的仿真分析

用Matlab软件建立电力系统仿真模型,负荷模型包括异步电动机模型和恒阻抗静态模型,静止无功补偿器(SVC)采用一阶线性化实用模型,对系统遭受双回线永久断一回线和系统负荷突然剧增这2种典型大干扰后SVC动作对系统频率造成的影响进行仿真和分析,包括SVC出力大小、动作时间及控制策略的影响。针对断一回线故障,当负荷端电动机比重较小时,SVC可使频率稳定在额定值。对系统在不同调频能力下负荷剧增时所做的频率变化仿真表明,SVC对系统的频率稳定性产生负面影响,SVC无功出力越大,则频率质量越差,当系统调频能力较弱而SVC无功出力很大时,会加速系统的频率崩溃。因此,在SVC的控制系统中应引入频率反馈,当监测频率低于某一定值时,应减少SVC出力至合理值。     

基于动态频率积分的低频减载方案研究

低频减载被广泛应用于现代电力系统中,是一种在功率缺额情况下阻止频率崩溃和修复频率稳定性的有效措施.针对目前电网制定的低频减载方案中每轮减载量固定不变而导致的负荷过切或欠切现象进行研究,提出了一种基于动态频率积分的低频减载设计方案,该方案充分考虑了不同功率缺额对频率下降的影响,能够根据不同缺额自适应调整每轮切负荷量.对方案的原理进行了详细的介绍,并且采用多机系统进行仿真.仿真结果表明新的低频减载方案比传统的方案具有更高的准确性.     

火电机组微电网运行控制策略

通过分析300 MW火电机组孤网DEH控制逻辑的原理和特点,结合火电机组在微电网运行中的调节特性和控制任务,提出了微电网方式下汽机DEH控制逻辑改进方案以及锅炉跟随方式的协调控制策略优化措施.实践表明,DEH控制系统中新增的死区一次调频回路,在协调控制系统的试验运行过程中,能使机组在微网运行方式下长时间保持功率负荷平衡及提供稳定的频率和电压.     

改善接入地区电压稳定性的风电场无功控制策略

针对大规模风电场接入电网带来的电压无功问题,提出一种改善接入地区电压稳定性的变速恒频风电场无功控制策略,在系统发生扰动时,以接入点为电压控制点,扰动前的稳态电压为控制目标,动态调节风电场输出无功功率,维持接入点电压水平。实际应用时,该策略利用系统部分雅可比矩阵推导风电场的电压无功灵敏度信息,并根据风电场的无功输出能力计算风电场无功调整量,同时通过设置控制死区和延时,避免了风电机组的频繁调控。仿真算例表明,采用所提策略能够充分发挥变速恒频电机风电场的快速无功调节能力,有效抑制风速扰动、负荷变化等因素引起的电压波动,维持接入地区电网的电压稳定性。     

基于粒子群算法的含大规模风电互联系统的负荷频率控制

以含大规模风电的互联电力系统为研究对象,以抑制风电并网时所引起的系统频率不稳定为目的,提出了基于PSO的负荷频率控制器。传统的负荷频率控制器根据区域控制偏差来调整机组的出力,使区域控制偏差ACE趋于零,从而保证全系统发出的出力和负荷功率相匹配。把风电输出当作一个负的负荷作为等效负荷,在传统的比例积分控制器中引入PSO智能控制,可以进一步提高对等效负荷的控制效果。通过在Matlab/Simulink中构建的含风电的两区域互联电力系统的仿真结果表明,无论是互联电网的频率偏差还是联络线的交换功率,控制指标更优。     

负荷主动响应应对特高压受端电网直流闭锁故障的探讨

特高压直流输电线路因其输电容量巨大,一旦发生闭锁故障,受端电网输入功率严重缺失,将给电网运行带来巨大冲击,目前的常规调度手段可能会切除大量负荷。频率响应负荷能够在频率偏低时快速主动减少用电或退出用电;电压响应负荷可通过母线电压的主动调整来改变负荷有功大小,帮助电网快速实现功率平衡。通过对频率响应负荷和电压响应负荷调节能力的事前评估和事中统计,并与拉限电策略的在线协调优化,可以减少事故情况下的负荷切除量。发电资源和负荷资源的统一调度可提高特高压直流故障后受端电网的频率稳定水平,仿真结果表明了发电和负荷协同调度策略的有效性。     

基于MVO算法与改进目标函数的电力系统负荷频率控制

针对风电并网时的随机波动功率、负荷频率控制(load frequency control, LFC)系统参数变化所引起的电力系统频率稳定问题,提出了一种基于智能优化算法与改进目标函数的互联电网LFC系统最优PID控制器设计方法。首先,分析了基于PID控制的含风电互联电力系统LFC闭环模型。其次,在时间乘误差绝对值积分(integral of time multiplied absolute error, ITAE)性能指标的目标函数中考虑了区域控制器的输出信号偏差,对优化目标函数进行改进。采用性能优良的多元宇宙优化(multi-verse optimizer, MVO)算法先计算后验证的思路,寻优获得最优PID控制器参数。最后,以两区域4机组互联电力LFC系统为例,仿真验证了基于MVO算法结合改进目标函数所获得的PID控制器,比基于MVO算法所获得的PID控制器,对阶跃负荷扰动、随机负荷扰动、风电功率偏差扰动以及系统的参数变化,具有相对较好的鲁棒性能。并且,对控制器参数也具有相对较好的非脆弱性指标。